Напряжение и способы описания напряженного состояния. Пластическая деформация. Деформационное упрочнение. Чувствительность к надрезу и трещине. Деформационное разрушение при длительном статическом нагружении, страница 13

Рис.42 Схема установки образца на опорах копра.

1- шаблон;

2- образец;

3- опоры.

В результате испытаний строят при повышении температуры зависимость ударной вязкости от температуры. Определяют полную ударную работу по формуле

, где К_р- объем рабочей части образца;

V- работа нагрузки.

Вид обработки металлов и сплавов влияет на ударную вязкость и критическую температуру (при которой снижается ударная вязкость), ковка и прокатка повышают ударную вязкость и критическую температуру по сравнению с литым состоянием. При значительном деформировании образца в одном направлении ударная вязкость в поперечном направлении продолжает снижаться без соответствующего увеличения ударной вязкости в продольном направлении. Ударная вязкость тем выше, чем тоньше и равномернее структура металла. В результате отжига значительно повышается ударная вязкость стального литья. Холодное деформирование сопровождающееся наклоном, приводит к уменьшению ударной вязкости. Ударная вязкость возрастает в результате длительного хранения, т.е. остаточного старения стали. С увеличением σ_в и твердости сталей и сплавов их ударная вязкость снижается. Малому относительному сужению всегда соответствует низкая ударная вязкость.

3.2 Измерение твердости.

Это распространенный вид испытания с такими преимуществами, как:

1.  не вызывает серьезного повреждения испытуемого материала;

2.  не требует изготовления специальных образцов;

3.  достаточно обработать необходимый участок поверхности напильником, шлифовальной шкуркой.

Методы измерения твердости предусматривают внедрение индентера (стального шарика, алмазного конуса, алмазной пирамиды и др.) и определение размеров его отпечатка.

Эти методы подразделяются на:

1.  статистические;

2.  динамические.

Нагрузку прикладывают при статистическом плавно и постепенно. А при динамическом быстро (например, метод упругой отдачи алмазного наконечника).

3.3  Измерение твердости по Бринеллю.

ГОСТ 9012 - 59

Стальной шарик диаметром D вдавливается в образец под действием нагрузки Р. Число твердости по Бринеллю НВ определяется путем деления нагрузки Р на площадь поверхности сферического отпечатка.

Вычислим по формуле:

, где D – диаметр шарика, мм;

d – диаметр отпечатка, мм.

Диаметр отпечатка должен быть измерен с помощью измерительного микроскопа в сотых долях мм. Его необходимо определить, как среднеарифметическое из 2 измерений взаимно перпендикулярных диаметров. Используя зависимость между твердостью по Бринеллю НВ и глубиной отпечатка можно определить глубину и площадь отпечатка.

Число твердости по Бринеллю зависит от предварительной горячей и холодной обработки металлов давлением и температуры испытания:

·  Для сталей: σ_в=0,35 НВ;

·  Для меди: σ_в= 0,48 НВ;

·  Для Al – сплавов: σ_в = 0,25 НВ.

Установлена такая связь между числом твердости по Бринеллю и пределом текучести неупрочняющегося материала:

σ_т =0,388 НВ.

Большие размеры отпечатков дают возможность измерить твердость с большой точностью. Метод Бринелля можно использовать при изучении вопросов, связанных с исследованием пластической деформации и процессов деформации.

3.4 Твердость по Роквеллу.

ГОСТ 9013-59

Применяют для определения твердости черных и цветных металлов и сплавов по шкалам А, В, С при t=20±10⁰С. Наконечник стандартного типа (алмазный конус или стальной шарик)вдавливают в испытательный образец под давлением с последовательным приложением нагрузок - предварительной Р₀ и общей Р.

Р=Р₀+Р₁, где Р₁- основная нагрузка.

Нагрузка может меняться в широком диапазоне. Используют нагрузки 1500 Н (100 Н предварительную и 1400 Н основную) для шкалы С; 1000 Н (100 Н предварительную и 900 Н основную) для шкалы В; 600 Н (100 Н предварительную и 500 Н основную) для шкалы А. для шкал А и С используют алмазные конусы с углом при вершине 120⁰. для шкалы В, используют стальной шарик d=1,588 мм. Твердость по Роквеллу определяется в условных единицах, за единицу твердости принята величина, соответствующая одному перемещению наконечника на 0,02 мм. Число твердости отсчитывают по шкале индикатора часового типа, твердость по Роквеллу обозначают HRC, HRB, HRA.